Visión General De La Tecnología De Las Baterías De Níquel-cadmio NiCd

La batería de níquel-cadmio, NiCd o NiCad fue el primer tipo de pila recargable que pudo utilizarse en equipos electrónicos portátiles.

Aunque la batería de plomo-ácido había estado disponible durante muchos años, se utilizaba principalmente para baterías de automóviles. El NiCd podía utilizarse fácilmente como sustituto directo de muchas baterías primarias estándar y su uso se impuso rápidamente.

Hoy en día, las pilas de NiCd se utilizan menos debido al cadmio que contienen. Las pilas o baterías deben eliminarse por las vías correctas, ya que el cadmio es perjudicial y puede acabar filtrándose al suelo si se encuentra en un vertedero.

En la actualidad se pueden comprar pocas pilas de NiCd, pero llenaban un hueco en el mercado que ninguna otra pila de la época podía cubrir. Ocasionalmente, todavía se pueden encontrar pilas de NiCd antiguas en stock o, posiblemente, incluso en uso.

NiCd vs NiCad

A menudo se utiliza la abreviatura NiCd para describir las pilas de níquel-cadmio. La abreviatura NiCad también es muy utilizada.

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La abreviatura NiCad es una marca registrada de SAFT Corporation, un fabricante de baterías y fuentes de energía. Por lo tanto, la abreviatura NiCad no debe utilizarse para referirse genéricamente a las baterías de níquel-cadmio, sino sólo a las fabricadas por SAFT.

Por lo tanto, la abreviatura NiCd es la abreviatura genérica reconocida para las pilas y baterías de níquel-cadmio genéricas.

Conceptos básicos de NiCd

Las pilas de NiCd o NiCad son capaces de sustituir casi directamente a las pilas primarias de zinc-carbón o alcalinas. Por lo general, son capaces de retener menos carga que estas pilas, pero tienen la ventaja evidente de que pueden recargarse. Esto significa que, aunque el coste de compra inicial es mayor que el de las pilas primarias equivalentes, se pueden ahorrar costes tras unos cuantos ciclos de carga y descarga.

La tensión nominal de las pilas de NiCd / Níquel-cadmio es de 1,2 voltios. Mantiene bien esta tensión durante la mayor parte del ciclo de descarga, y sólo cae cuando se ha utilizado la mayor parte de la carga. Mantiene la tensión de salida mejor que los tipos primarios de zinc-carbono equivalentes, que tienen una caída constante a lo largo de la vida de la célula. Aunque una curva plana presenta la ventaja de que la tensión de salida de la pila es muy estable, significa que cuando la pila se acerca al final de su ciclo de descarga, la tensión de salida cae rápidamente, lo que a menudo no avisa al usuario.

Las pilas de NiCd tienen un nivel muy bajo de resistencia interna. Una pila alcalina de buena calidad puede tener una resistencia interna de unos 300 mili-ohmios cuando es nueva. Esta cifra puede aumentar hasta unos 900 mili-ohmios cuando está descargada en un 20% y varios ohmios cuando está casi completamente descargada.

La resistencia interna de las pilas de NiCd es mucho más baja y, en la mayoría de los casos, puede ignorarse, ya que es del orden de unos pocos mili-ohmios, dependiendo del tipo exacto de pila y del fabricante. Esto significa que la célula es capaz de producir corrientes muy altas, especialmente si la célula se cortocircuita accidentalmente. Por ello, hay que tener cuidado de que esto no ocurra, ya que se pueden generar grandes cantidades de calor.

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Construcción de NiCd

Las pilas de NiCd, de níquel-cadmio, constan de cuatro elementos principales:

• Ánodo: Está formado por una red que está chapada en cadmio.
• Cátodo: El electrodo catódico de la pila de NiCd es una malla niquelada.
• Separador: El separador se utiliza para garantizar que el ánodo y el cátodo no se toquen físicamente y provoquen un cortocircuito.
• Electrolito: El electrolito sirve para transportar los iones y portadores de carga entre el ánodo y el cátodo. Puede ser hidróxido de potasio, KOH o hidróxido de sodio. De los dos, el hidróxido de potasio conduce mejor, pero el hidróxido de sodio no pierde tanto.

En el estado descargado, el material activo positivo está formado por hidróxido de níquel (Ni(OH)2 y el material negativo es hidróxido de cadmio. Durante la carga estos se convierten en NiO OH y cadmio junto con algo de agua. Aunque el separador no interviene en la reacción, sirve para aislar entre las placas. También se necesita un electrolito. Para ello se utiliza hidróxido de potasio. No participa en la reacción, pero permite la transferencia de electrones entre las dos placas.

Tamaños de las pilas de NiCd

Las pilas de NiCd pueden obtenerse en distintos tamaños, y a menudo se fabrican paquetes de pilas de NiCd especiales para determinados equipos electrónicos. Sin embargo, las pilas de NiCd más populares son las de los tamaños de pilas o baterías estándar: paquetes de pilas AAA, AA, C y D. Estos tamaños estándar se indican a continuación, aunque ocasionalmente se ha observado que algunos NiCd han superado estos tamaños, lo que hace que el ajuste a las ranuras estándar sea bastante ajustado.

Precauciones para garantizar una larga vida útil de los NiCd

Hay una serie de precauciones que pueden observarse para ayudar a prolongar la vida útil de las baterías de NiCd. A continuación se muestra una breve lista:

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• No cortocircuite las celdas, ya que se pueden extraer corrientes muy grandes. Esto puede ser peligroso ya que se pueden generar grandes cantidades de calor. También es aconsejable no descargar las pilas a velocidades muy altas.
• No sobrecargue nunca las pilas a un ritmo superior o igual a su corriente de carga normal. La carga lenta está permitida.
• No cargue nunca las celdas en sentido inverso. Esto puede ocurrir cuando una batería formada por varias celdas en serie está completamente descargada. Como algunas celdas mantendrán menos carga que el resto, a medida que la batería total se descargue, algunas celdas se pondrán en situación de carga inversa.
• Nunca deseche las celdas en un incendio.
• Las pilas funcionan mejor en condiciones normales de temperatura ambiente. Las temperaturas altas y bajas reducen su eficacia. Las altas temperaturas pueden causar un daño permanente a la célula.

Las pilas de níquel o NiCad han estado disponibles durante muchos años. Su uso ha terminado prácticamente por los problemas medioambientales asociados a su eliminación. Sin embargo, hace algunos años había muchas pilas de NiCd y eran efectivamente la única forma de pila o batería recargable para los equipos electrónicos.

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